Zwischenkreiskondensatoren Höhere Stabilität erreichen

Das Unternehmen Idea stellt effiziente Energiequellen für induktive Erwärmungsaufgaben her. „Bei diesem Prozess wird ein elektrisch leitfähiger Körper mit Hilfe eines elektromagnetischen Wechselfeldes erwärmt“, erläutert Idea-Geschäftsführer Hubertus Jehnert. „Typische Anwendungen sind das Härten, Löten, Schrumpfen, Anlassen, Glühen, Schweißen, Schmieden und Schmelzen.“ Idea konzentriert sich vor allem auf das induktive Löten und Härten. Die Basis für beide Einsatzbereiche stellen Generatoren dar, die als Energiequelle für die jeweilige Applikation dienen. Die Idea-Generatoren, die speziell für die induktive Erwärmung in IGBT-Technologie konzipiert wurden, verfügen über einen hohen Grad an Modularität, sodass sich kundenspezifische Sonderlösungen schnell und unkompliziert realisieren lassen. Eine automatische Frequenz- und Impedanzanpassung ermöglicht einen effizienten Betrieb. Nicht zuletzt überzeugen die Generatoren mit hochmodernen volldigitalisierten Steuerungen und einem äußerst hohen Anpassbereich.

Idea brachte ihre Generatoren erstmals im Jahr 2009 auf den Markt. Von Anfang an mit dabei waren Zwischenkreiskondensatoren des Unternehmens FTCAP. Jehnert erklärt: „Der Frequenzumrichter in den Generatoren wird mit Gleichspannung betrieben. Die Zwischenkreiskondensatoren glätten und stabilisieren die Gleichspannung und reduzieren somit deren Restwelligkeit.“ Letzteres ist eine wichtige Anforderung an die verwendeten Bauteile, da die Kondensatoren direkt an einen ungesteuerten Gleichrichter angeschlossen sind. Das bedeutet, dass in der Gleichspannung unter Umständen auch eine höhere Welligkeit vorkommen kann. Diese müssen die Kondensatoren zuverlässig ausgleichen, und zwar im Dauerbetrieb. „Hier trennt sich die Spreu vom Weizen, denn das können nicht alle Kondensatoren leisten“, betont Jehnert. Die Kondensatoren von FTCAP meistern diese Aufgabe und erfüllen auch alle weiteren Anforderungen von Idea:

• Sie besitzen eine kompakte Bauform, was sehr wichtig ist, da der Platz in den Generatoren knapp bemessen ist.

• Die Lage der elektrischen Anschlüsse passt in die Form des Energieflusses.

• Sie erfüllen die wichtigen elek-
  trischen Parameter, wie eine hohe Spannungstragfähigkeit und Kapazität.

Lange Lebensdauer dank leichter Kühlung

In den Idea-Generatoren kommen Kondensatoren der Baureihe Coax
Cap (CX) zum Einsatz. Diese Bauteile zeichnen sich neben einer sehr hohen Stromtragfähigkeit durch gute Selbstheilungseigenschaften aus. „Wenn wirklich einmal ein kleiner Durchschlag auftritt, ist das Gerät nicht gleich defekt“, so Jehnert. Die plangefräste Bodenseite gewährleistet eine optimale Wärmeanbindung an die Montagefläche. Somit lassen sich die Kondensatoren optimal kühlen, was wiederum zu ihrer langen Lebensdauer beiträgt. Im vorliegenden Anwendungsfall ermöglicht dieses Feature den Dauerbetrieb der Idea-Generatoren, bei denen die auf der Grundplatte montierten Kondensatoren mit einem thermisch leitfähigen Wachs unterschichtet und über dieses gekühlt werden.

Besonderheit: niederohmige Rückleitung

Der Innenaufbau der CX-Kondensatoren hat eine technische Besonderheit zu bieten: In der sogenannten koaxialen Bauart wird eine besonders niederohmige Rückleitung von der unteren Wickelseite zum obenliegenden Anschlussterminal hergestellt. „Es entsteht eine Abschirmung, die eine sehr niedrige Eigeninduktivität bewirkt“, erläutert Thomas Ebel, Geschäftsführer von FTCAP. „Das macht diesen Kondensator auch bei hohen Rippelfrequenzen oder Impulsentladungen zu einer guten Wahl.“

Diese Niederinduktivität war auch für Idea entscheidend. Nachdem in den Generatoren des Unternehmens systembedingt ohnehin Rippel im Bereich von mehreren Kilohertz auftreten, sollten die Kondensatoren möglichst geringe eigenparasitäre Induktionen mitbringen.

Die CX-Kondensatoren werden aus verlustarmem Polypropylen-Film gewickelt. Zwei massive Messing-Terminals mit jeweils 16 mm Durchmesser sorgen für eine hohe Stromtragfähigkeit. Die Kondensatoren sind entweder mit M8-Gewindebolzen oder als M6-Innengewinde verfügbar, wobei auch hier Sonderformen möglich sind.

Für besondere Anwendungen, zum Beispiel wenn mehrere Kondensatoren dieses Typs über einen niederinduktiven Busbar miteinander verschaltet werden sollen, kann FTCAP Anschlüsse in jeweils unterschiedlichen Höhen umsetzen. Das vereinfacht die Montage deutlich und vermeidet unnötige Übergangswiderstände, die sich sonst durch die üblicherweise verwendeten Unterlegscheiben ergeben würden.

Kundenspezifische Anpassungen dieser Art gehören zum Dienstleistungsangebot von FTCAP. Als einer der letzten Hersteller fertigt das Unternehmen all seine Produkte in Deutschland. Die Abstimmung mit den Kunden ist dadurch in vielen Fällen einfacher. „Die Kommunikation funktioniert oft deutlich besser, wenn man einen deutschen Ansprechpartner hat“, weiß Jehnert. „Das war für uns ein deutlicher Pluspunkt.“